onderzoekers hebben ontdekt wat het bijna onmogelijk maakt om de haai te overtreffen. Door het gebruik van een technische beeldvormingstechniek, hebben onderzoekers ontdekt dat als de staart van een haai van links naar rechts schommelt, het twee keer zoveel waterstralen creëert als de staarten van andere vissen, waardoor de stuwkracht wordt gladgestreken en zwemmen waarschijnlijk efficiënter wordt. Haaien doen dit door het verstijven van de staart midswing, een strategie die op een dag zou kunnen worden toegepast op onderwatervoertuigen om hun prestaties te verbeteren., “the authors have made a persuasive argument that muscles in the fin are modifying the shape and possibly the texture of the fin to modify the flow” throughout the stroke cycle, says Frank Fish, a biomechanist at West Chester University in Pennsylvania.
om vooruit te komen, moeten vissen water naar achteren duwen. En haaien hebben een extra last: ze zinken als ze stoppen met zwemmen, dus ze moeten constant in beweging zijn. Om te helpen bij het genereren van lift om midwater te houden, strekt de bovenkant van de staart zich verder naar achteren uit dan de onderkant, waardoor een schuine kant langs de achterrand ontstaat., De meeste andere vissen hebben staarten die van boven naar beneden symmetrisch zijn.nieuwsgierig naar hoe de haaienstaart werkt, heeft de Biomechanicus Brooke Flammang van de Harvard-universiteit de structuur en functie ervan onderzocht. In 2005 ontdekte ze een staartspier die leek te activeren op bijzondere momenten tijdens de zwaai van de staart heen en weer. Om de rol van de spier te begrijpen, besloot ze tot in detail te volgen hoe de haai water terugduwt.
om dit te doen, stoppen onderzoekers meestal veel kleine deeltjes in het water. Als de staart schommelt, beweegt het water en sleept de deeltjes mee., De deeltjes reflecteren licht van knipperende lasers, zodat ze kunnen worden gevolgd met behulp van hogesnelheidscamera ‘ s. Een computerprogramma gebruikt de beelden om beelden van de waterstroom te genereren. De waterstralen zijn moeilijk te zien, maar deze stralen maken ringen of wervelingen van water die lijken op rookringen en gemakkelijk kunnen worden gedetecteerd.
Deze beeldvormingstechniek maakt gebruik van twee camera ‘ s om de deeltjes in de horizontale en verticale richting te volgen, en op basis van die gegevens schatten onderzoekers hoe de deeltjes zich bewegen langs de derde dimensie, diepte., Maar Flammang wilde direct zien hoe deeltjes in drie dimensies bewogen. Dus paste ze een geavanceerder beeldsysteem aan, één met drie camera ‘ s, dat tot nu toe alleen werd gebruikt om de waterstroom van cilinders te bestuderen met zuigers die de kracht genereren. “Ingenieurs hebben deze techniek al jaren gebruikt, maar de toepassing ervan is nieuw voor de biologie,” merkt Fish op.
Flammang en haar collega ‘ s testten twee doornhaai en twee kettinghaai door ze in een watertank met een constante waterstroom te plaatsen, zodat de haaien op hun plaats zwommen., Ze keek ook naar de waterstroom van een haaienrobot met een flexibele plastic staart. (Voor meer, zie deze video ‘ s van een doornhaai zwemmen en een robotvin. De meeste vissen maken een ring van water aan het einde van elke staartbeweging. De staart duwt het water als het beweegt naar de zijkant, dan stuurt het water draaien weg als het stopt om van richting te veranderen. Er werd gedacht dat haaien op dat moment twee ringen produceerden, een kleine en een grote vanwege de vorm van de staart, en dat is wat er gebeurt met de robotstaart., maar in werkelijkheid draait de staart van een haai van de tweede ring af als hij de middellijn van het dier bereikt.Flammang en haar collega ‘ s melden in het 22 December nummer van The Proceedings of the Royal Society B. Deze ring is groter en verbindt zich met de ring die aan het einde van de staartbeweging wordt gegenereerd. “Dat levert een groot voordeel op”, zegt Flammang. In plaats van alleen maar een duwtje te krijgen als de staart de omvang van zijn bocht bereikt, heeft de haai stuwkracht midswing toegevoegd. “Het kan het dier in staat stellen om bijna continue stuwkracht te produceren.,”Flammang denkt dat de haai gebruik maakt van de spier die ze gekarakteriseerd om de staart te verstijven midswing, het veranderen van de vorm iets, om de extra vortex af te werpen. “the shark has one more degree of sophistication” in het genereren van stuwkracht, zegt Michael Triantafyllou, een oceaaningenieur aan het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. “Dergelijke observaties kunnen leiden tot betere ontwerpen” voor onderwatervoertuigen, merkt hij op, hoewel hij waarschuwt dat het ontwerpen van vormveranderende componenten “de dingen lijkt te compliceren.,”Flammang is echter onvermoeibaar:” ik zou graag een volledig functionerend haaienstaartmodel willen bouwen dat de stijfheid kan opvangen.”